NOUVEAUX PROGRAMMES DE 3 me Th me de convergence LES ENERGIES ET LE DEVELOPPEMENT DURABLE

2. Atelier pédagogique du CRTech de COMBS LA VILLE

3. Plusieurs disciplines ont décidé de travailler ensemble (physique, technologie, mathématiques, SVT, histoire, géographie, arts plastiques et français) ; les enseignants ont élaboré un livret où l’on retrouve toutes les compétences et capacités validables autant au niveau disciplinaire qu’au niveau socle commun de compétences et de connaissances ; les élèves auront aussi un livret pour pouvoir demander la validation. Toutes les activités seront consignées dans un fichier au nom de l’élève. Ils devront aussi réaliser un livre avec des questions sur « didapages » en physique.

4. Mise en situation  Le principal nous demande de penser à des améliorations dans la cour, il voudrait mettre en valeur les jolis bosquets; il souhaiterait un système éclairant esthétique écologique. Par un courrier, le principal nous propose de trouver des solutions écologiques. (voir lettre)

5. LA PROGRESSION Appropriation du cahier des charges Recherche de solutions techniques Revue de projet et choix de solution Réalisation et validation du prototype Présentation finale du projet

6. Appropriation du cahier des charges (technologie) - Que peut-on mettre en place pour valoriser les espaces verts ? - Quels sont les systèmes existants dans le commerce ? - Quels sont les plus écologiques ? - Quel système pourrait-on inventer, utilisant un type d’énergie propre et qui ne nécessite pas de tranchées ? Quelle est l’énergie la plus adaptée? - A quel endroit les placer ? - Comment va-t-on faire pour répondre au problème ?

7. LE THEME : production et utilisation d’énergie Les supports 3 systèmes utilisant des énergies différentes

11. Exemple de découpage : séquence N°1 (3 séances) séquence N°2 (1 séance) séquence N°3 (2 séances) séquence N°4 (1 séance)

12. SEANCE 1  Durée : 2 heures

13. Partie 2 Nous voulons informer tous les professeurs qui travaillent sur le projet, de l’avancement des recherches et des travaux et cela toute l’année. Situation problème  Quels sont les outils mis à notre disposition qui seront les plus adaptés ? Tout en sachant qu’il faut un outil qui soit facile d’utilisation, pratique, qui ne pose pas de problème éthique… Comment fonctionne l’informatique au collège ?

14. SEANCE 2 Durée 2 heures D’après le compte rendu fait en physique et en SVT, il est urgent de se préoccuper de l’état de la planète ; L’énergie éolienne ou solaire nous semblait être la mieux adaptée mais en fonction de notre situation géographique et des énergies employées en France Est-ce une bonne idée d’utiliser l’énergie du vent ? Quelles sont les autres sources d’énergie connues et exploitables? Étudions des documents et interrogeons-nous.

15. SEANCE 3  Durée : 2 heures Préambule  En Arts plastiques, la recherche pour l’esthétique commence. Les élèves ont poursuivi le travail dans les autres disciplines, et en lisant le travail effectué sur le réseau, le choix de la source d’énergie qui doit être utilisée pour notre objet technique semble être une énergie renouvelable. L’énergie éolienne semble être la meilleure (Séance 2) La source d’énergie sera le vent

16. SEANCE 4 Durée : 4 heures Préambule En physique, les élèves travaillent sur l’ensemble du système électrique (ampoules ou leds , moteur générateur, régulateur d’énergie etc…) Test sur la luminosité. En Svt, sur l’impact sur l’environnement. En Technologie, nous allons étudier les matériaux susceptibles d’être utilisés pour la fabrication ainsi que leur mise en forme et leur recyclage etc… Situation problème: pour réaliser le mât de l’éolienne et les pâles, on doit utiliser des matériaux résistants et recyclables au maximum; FC8: être fabriqué avec des matériaux recyclables FC1 : Résister aux milieux extérieurs FC5 : Ne pas coûter trop cher Quels matériaux pouvons nous utiliser?

17. SEANCE 5 Durée 2 heures

18. SEANCE 6  à faire par groupe et participation du professeur d’histoire Durée 2 heures Situation   nous allons créer des bornes d’éclairage à énergie éolienne actionnant un mobile, nous avons vu comment seraient les futures éoliennes (remplacement des pales) il est intéressant de rechercher: quels ont été les systèmes d’éclairages inventés précédemment et l’énergie utilisée ? quels sont les ancêtres de l’éolienne ?

19. SEANCE 7 Durée 2 heures Situation problème Avant de passer à la recherche de solutions et à la fabrication, il faut organiser notre travail. Qui fait quoi ? Comment organiser notre projet ?

23. Nous allons vous détailler Séquence 1, séances: 1 2 3 Séquence 3, séance: 5

24. SEANCE 1  Durée : 2 heures

25. partie1 Situation problème : comment faire pour mettre en valeur  les bosquets ? Comment va-t-on faire pour répondre au problème ? Brainstorming Réponses obtenues : il faut un bel objet technique qui ait aussi un système d’éclairage Quel type d’objets techniques ? Quel type d’éclairage ? Quels sont les systèmes existants dans le commerce ? Réponses obtenues : bornes solaires, bornes électriques, bornes à piles. … Et surtout quels sont ceux qui sont écologiques ? Réponse obtenue : bornes solaires………… Quel système pourrait-on inventer, utilisant un type d’énergie propre et qui ne nécessite pas de tranchées ? Réponses obtenues : bornes éoliennes décoratives

26. A quel endroit les placer ? Utiliser les photos

27. Partie 2 Nous voulons informer les professeurs qui travaillent avec nous sur le projet, de l’avancement de nos recherches et de nos travaux et cela toute l’année. Situation problème : Quels sont les outils mis à notre disposition qui seront les plus adaptés ? Tout en sachant qu’il faut un outil qui soit facile d’utilisation, pratique, qui ne pose pas de problème éthique… Comment fonctionne l’informatique au collège ? Chaque élève proposera une solution : blog, mail, fichier informatique, logiciels gratuits………. Après avoir proposé toutes les solutions, il va falloir choisir en fonction des contraintes. Pour faire ce choix, les élèves vont sur les postes informatiques, choisissent un des logiciels cités au tableau (word, openoffice, scribus, etc…) et font un test en tapant le compte rendu des recherches précédentes : Chaque groupe enregistrera chaque semaine dans son fichier le fruit de son travail, de ses recherches et cela dans toutes les disciplines ; ce fichier sera consultable sur le réseau. Revenir à sa place et expliquer à l’ensemble de la classe les avantages et les problèmes rencontrés. A la fin, on choisira un logiciel.

28. Synthèse partie 1 et 2 Chaque groupe expose ses résultats au tableau A partir des différentes informations collectées en rapport avec le courrier du Principal et les recherches sur catalogue et sur internet, chaque groupe nous présentera le type de produit qui sera le plus adapté à notre besoin et justifiera son choix. Il existe différents types d’objets extérieurs incluant un système d’éclairage fonctionnant avec des énergies différentes : Les bornes électriques utilisent l’énergie électrique et nécessitent pour cela des câbles enterrés pour amener le courant électrique : solution non retenue puisqu’il ne faut pas de tranchée Les bornes solaires utilisent des capteurs solaires qui se rechargent le jour pour restituer l’énergie la nuit. ce pourrait être une solution mais peut être que le coût sera élevé et la durée de vie limitée. Les bornes électriques à piles : solution mais pas très écologique, il faut changer les piles. Les bornes à énergie éolienne : solution qui semble le mieux adaptée, elles n’existent pas il faut les concevoir. Conclusion  Nous nous intéresserons aux bornes à énergie éolienne décorative et nous allons utiliser comme moyen de communication le logiciel word et le fichier sera enregistré sur le réseau du collège.

29. Structuration Un objet technique est créé à partir du moment où il répond à un besoin. Pour permettre à toute la communauté scolaire de suivre nos travaux, nous allons utiliser le réseau informatique. Un réseau informatique est un ensemble d'équipements (matériels et logiciels) reliés entre eux pour échanger des informations. ...

30. Évaluation A quel besoin répondent les bornes que nous installerons dans la cour et à quelle fonction répondront elles ? Quels sont les autres objets techniques qui auraient pu satisfaire notre besoin et pourquoi y avons-nous renoncé ?

31. SEANCE 2  Durée 2 heures D’après le compte rendu fait en physique et en SVT, il est urgent de se préoccuper de l’état de la planète ; L’énergie éolienne ou solaire nous semblait être la mieux adaptée mais en fonction de notre situation géographique et des énergies employées en France Est-ce une bonne idée d’utiliser l’énergie du vent ? Quelles sont les autres sources d’énergie connues et exploitables? Étudions des documents et interrogeons-nous.

32. Par groupe de 2 élèves: Observation des documents n°1,2,5, 6 et 7 D’après les documents n°1,et 2doc2.doc, qu’observes-tu? Quelles sont les autres sources d’énergie connues et exploitables? Doc 7 Quelles énergies a-t-on intérêt à développer? Doc6 Où a-t-on intérêt de construire des éoliennes? Doc5 Tire tes conclusions, chaque groupe devra consigner ses réflexions dans un fichier en respectant les contraintes suivantes: Nom du fichier: nom des élèves Logiciel word Police: new times roman Taille des caractères :12 Mise en commun des observations

33. Structuration L’homme , tout au long de sa vie consomme de l’énergie, cela s’accentue avec les nouvelles technologies. Certaines sources d’énergie s’épuisent , on les appelle non renouvelables; d’autres proviennent de sources renouvelables de manière permanente : biomasse, eau, vent, solaire ... Parmi les sources d’énergie renouvelables que nous avons étudiées, 2 ne sont pas très exploitées en Europe de l’ouest et méritent qu’on s’y intéresse : le soleil et le vent; en France, beaucoup de régions sont ventées. L’objet technique que nous choisissons d’étudier cette année est l’éolienne . Evaluation document

34. SEANCE 3 Durée : 2 heures Déroulement de séance : Préambule  En Arts plastiques, la recherche pour l’esthétique commence. Les élèves ont poursuivi le travail dans les autres disciplines, et en lisant le travail effectué sur le réseau, le choix de la source d’énergie qui doit être utilisée pour notre objet technique semble être une énergie renouvelable. L’énergie éolienne semble être la meilleure (Séance 2) La source d’énergie sera le vent.

35. Mise en situation : d’après le courrier du Principal nous allons créer un bel objet technique utilisant l’ énergie éolienne. Situation problème : Comment pouvons nous représenter sous forme graphique toutes les fonctions ? Ne sommes nous pas limités par quelques contraintes ? Quels sont les éléments extérieurs qui interviennent lors de l’usage des bornes et pour chacun d’eux, quelle est la fonction à satisfaire ? Par quel moyen pouvons nous donner des informations nécessaires pour la réalisation de notre objet technique à énergie éolienne à tous les enseignants qui participent au projet?

36. Comment va-t-on faire pour répondre aux problèmes ? Supports : extrait du livre de 3ème et site web Brainstorming Réponses attendues : = il faut faire le diagramme pieuvre, un CDCF Il faut lister toutes les fonctions du produit, les écrire au tableau, définir aussi les critères et le niveau on liste toutes les fonctions qu’on écrit au tableau Le diagramme pieuvre est complété ensemble au vidéo- projecteur ainsi que le cahier des charges. Dans le fichier « prof » ouvrir «  diagramme pieuvre » compléter et enregistrer dans votre fichier

37. Structuration  Pour représenter les fonctions des bornes éoliennes et leurs relations nous utilisons un outil qui s’appelle diagramme pieuvre. La pieuvre, issue de la méthode APTE, est un outil de représentation des fonctions et de leurs relations avec l’objet étudié. Son avantage est de présenter synthétiquement ce que l’on décrirait dans un long document. Il faut distinguer les fonctions de service des fonctions techniques L’ensemble des relations entre les fonctions et l’objet vont être représentées dans " la pieuvre"  Chaque fonction est caractérisée par des critères d’appréciation et des niveaux de performance. Ils permettent de préciser la fonction et d’apprécier, lors des tests de prototypes, si cette fonction est bien remplie. L’expression fonctionnelle du besoin dresse, sous forme d’un tableau, la liste des fonctions que le produit doit assurer. Le cahier des charges fonctionnel est un document contractuel rédigé en accord entre le client et le concepteur. Il fixe les responsabilités, les coûts, les performances, les délais. Il comprend deux parties : la présentation du problème et l’expression fonctionnelle du besoin. Il décrit les fonctions et les contraintes auxquelles doit répondre un produit.

38. Evaluation Présentation du problème Après avoir longtemps négligé son environnement, l’homme constate ses erreurs et veut réparer les dégâts qu’il a causés. Les hommes politiques votent des lois interdisant le rejet sauvage de déchets et obligeant le recyclage des contenus des poubelles. Mais encore faut-il se donner les moyens de trier les déchets. L’entreprise «  écolo » essaie de répondre à la fois aux attentes des consommateurs et aux volontés politiques. Elle demande au chef de projet d’écrire un cahier des charges fonctionnel pour élaborer une poubelle adaptée au tri des déchets ménagers. La poubelle doit comporter 3 compartiments, tenir dans un meuble de cuisine (50*30*30), se laver à l’eau chaude, se démonter entièrement pour la vider, être étanche aux odeurs, exister dans des gammes bicolores. A rechercher les fonctions de service et les fonctions contraintes de cette poubelle en utilisant l’étude du milieu extérieur. B énoncer les fonctions principales et les fonctions contraintes dans un tableau. C fixer les critères et les niveaux d’appréciation pour chaque fonction. D présenter vos recherches sous la forme d’un cahier des charges fonctionnel.

39. SEANCE 5 Durée 2 heures

40. Structuration La veille technologique est une activité qui met en œuvre des techniques d'acquisition, de stockage et d'analyse d'informations, concernant un produit ou un procédé, sur l‘état de l’art et l'évolution de son environnement scientifique, technique, industriel ou commercial, afin de collecter, organiser, puis analyser et diffuser les informations pertinentes qui vont permettre d’anticiper les évolutions, et qui vont faciliter l’innovation. La veille technologique est une activité préparatoire à un transfert de technologie. Les inventeurs cherchent toujours à inventer ou innover: à partir de la même source d’énergie, le vent, les futurs objets techniques qui permettront d’obtenir de l’énergie répondent à d’autres solutions techniques.

41. Evaluation Complète le tableau ci-dessous